Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Programm größer als RAM-Größe


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von Simone Trost (Gast)


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Guten Tag,

Wir behandeln zurzeit die 8051 Mikrocontroller im Studium und es gibt 
einige Zusammenhänge, die ich immer noch nicht verstehe.
Der Mikrocontroller hat ja 64KBytes ROM und nur 256Bytes RAM.

1.) Bedeutet dies, dass ich kein Programm schreiben kann, das größer als 
256Bytes ist?

Die Ausführung des Programms erfolgt nur aus dem RAM.

2.) Was passiert also wenn ich ein Programm schreibe, das weit größer 
als die RAM-Größe ist? Wie erfolgt nun die Ausführung?

Ich hoffe Sie können mir helfen oder mich auf Literaturen verweisen

Gruß
Simone

von 1N 4. (1n4148)


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Nein, der uC führt das Programm aus dem ROM aus

https://de.wikipedia.org/wiki/Harvard-Architektur

von Joachim B. (jar)


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was macht ein µC mit 64K Rom wenn dort kein Programm läuft?

Die Zeiten wo alles in den 8K Ram geladen wurde (PET2001) sind lange 
vorbei.

Ist heute schon Freitag?

von Peter D. (peda)


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Simone Trost schrieb:
> 1.) Bedeutet dies, dass ich kein Programm schreiben kann, das größer als
> 256Bytes ist?

Nein, im RAM können nur Daten stehen.
Es gab aber ältere Entwicklungsboards, wo extern RAM als 
Programm-Speicher angeschlossen wurde.
Heutige 8051 haben Flash, wo per Bootloader oder ISP das Programm 
gespeichert wird.

von Simone Trost (Gast)


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...jetzt ich bin noch irritierter als vorher.
Wozu ist sont noch der RAM da?

laut
http://www.keil.com/dd/docs/datashts/infineon/c500_aism.pdf

heissen sie ja:
Program Memory ==> RAM 256B
Data Memory ==> ROM 64B

von Blumi (Gast)


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Gerade beim 8051 ist ein wenig kompliziert.

Siehe: https://www.mikrocontroller.net/articles/8051 und die dort 
vorhandenen Links.

von Simone Trost (Gast)


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sorry war ein fehler


...jetzt ich bin noch irritierter als vorher.
Wozu ist sont noch der RAM da?

laut
http://www.keil.com/dd/docs/datashts/infineon/c500_aism.pdf

heissen sie ja:
Program Memory ==> RAM 256B
Data Memory ==> ROM 64KB

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Simone Trost schrieb:
> 2.) Was passiert also wenn ich ein Programm schreibe, das weit größer
> als die RAM-Größe ist? Wie erfolgt nun die Ausführung?

 In deinem Beispiel gar nicht.
 Falls es sich um einen Interpreter handelt und du (uC) kannst
 Programmteile von aussen einlesen, besteht die Möglichkeit, dass
 dein Programm (zwar ausserordentlich langsam, aber immerhin)
 ausgeführt wird.
 Falls es sich um einen Compiler handelt oder keine Möglichkeit
 besteht, Programmteile nachträglich einzulesen, stehst du mit
 den 256 Bytes da (abzüglich Stack, Variablen usw.).

 Übrigens ist das ein schlechtes Beispiel.

 Welches Studium ist das ?

von Thomas E. (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)


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Simone Trost schrieb:
> Program Memory ==> RAM 256B
> Data Memory ==> ROM 64B

Das steht da ganz bestimmt nicht drin.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Simone Trost schrieb:
> heissen sie ja:
> Program Memory ==> RAM 256B
> Data Memory ==> ROM 64KB

 LOL.
 Umgekehrt.

von Joachim B. (jar)


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Simone Trost schrieb:
> Wozu ist sont noch der RAM da?

evtl. für veränderliche Daten die zur Laufzeit berechnet werden?


Programm Addition im ROM

Variable Eingabe eine Zahl 1
Variable Eingabe eine Zahl 2
Berechnung Addition, Ergebniss Zahl 3 zur Anzeige bringen

von Sebastian S. (amateur)


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Schau Dir doch einfach mal die Kürzel an, jede Wette, dass diese erklärt 
wurden.
ROM: Nur lesen bzw. nur mit Tricks zu befüllen.
RAM: Wahlfreier Zugriff zum Lesen oder Schreiben.

Also Dein Programm steht im ROM und ändert sich normalerweise nicht.
Zwischenwerte oder Variablen werden im RAM gehalten bzw. abgelegt.

von Manfred (Gast)


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Simone Trost schrieb:
> ...jetzt ich bin noch irritierter als vorher.
> Wozu ist sont noch der RAM da?
Das Programm steht im ROM.

Das Programm erzeugt aber Daten, die eingelesen werden, berechnet werden 
und vielleicht auszugeben sind. Diese Daten, vielleicht nennen wir sie 
"dynamisch", werden während der Laufzeit des Programmes im RAM abgelegt.

von Peter D. (peda)


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Simone Trost schrieb:
> http://www.keil.com/dd/docs/datashts/infineon/c500_aism.pdf

Ach, der uralte C500.
Infineon hat sich lange Zeit gesträubt, auch Flash zu verwenden.
Deren Flash 8051 heißen jetzt XC800.
Z.B. Atmels AT89C51 mit Flash ist von 1993.

von Cyborg (Gast)


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Ein ROM in der 8051-Familie kann sowieso nicht händisch
programmiert werden.
Das ist nur der reservierte Speicherbereich wo das Programm
beim Massen-Herstellungsprozess mit dem Programm maskiert wird,
was natürlich ziemlich Kostenintensiv ist.
Ansonsten kann man auch ein externes Eprom adressieren und
brennen was aber mühselig sein kann, was die Entwicklung nicht
so einfach macht. Ist auch eher ne Technik von Vorgestern.
Die flashbaren Typen sind nur die moderne Antwort auf AVR,
PICs usw. die die Entwicklung vereinfacht. Wer will da noch
Brennen?

von Simone Trost (Gast)


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Anscheinend habe ich sehr vieles noch nicht verstanden oder ich 
interpretiere alles falsch.

Laut Datasheet habe ich folgende Info (s. Abb).
Kann mir bitte jemand diese Speicherorganisation erklären und mir sagen 
Wozu RAM da ist und wozu ROM da ist.
Ich verstehe das Konzept immer noch nicht

von Peter D. (peda)


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von Blumi (Gast)


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Simone Trost schrieb:
> Anscheinend habe ich sehr vieles noch nicht verstanden oder ich
> interpretiere alles falsch.
>
> Laut Datasheet habe ich folgende Info (s. Abb).
> Kann mir bitte jemand diese Speicherorganisation erklären und mir sagen
> Wozu RAM da ist und wozu ROM da ist.
> Ich verstehe das Konzept immer noch nicht

Naja. Was Du da siehst ist ja auch kein Konzept sondern lediglich eine 
hauptsächlich quantitative Auflistung.

Eigentlich kann man da auch nichts erklären. Jedenfalls nicht, ohne zu 
wissen welches Detail denn nun welche Frage aufwirft. OK. Irgendwas ist 
unklar mit RAM und ROM aber was genau eigentlich?

von Simone Trost (Gast)


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RAM 256B Random Access Memory.
ROM 64kB Read Only Memory.

8 Bit System weil ich 8 Leistungen zw. Prozessor und RAM haben. Somit 
kann der RAM auch nur 2^8=256B groß sein. (s Abb)

Die Verarbeitung des Prozessor erfolgt in den Schritten:
(1) Befehl einlesen
(3) Befehl decodieren
(3) Befehl ausführen …
(4) neues Befehl einlesen

Habe ich bis jetzt alles gut verstanden?

Ok, jetzt zu meinen Fragen:
1.) Von Wo liest der Prozessor seine Befehle? ROM oder RAM?
2.) Wenn ich mein Programm aus Keil in die Mikrocontroller übertrage, 
wird das Programm in die ROM-Speicher übertragen. Richtig ???
Wenn der Prozessor aber nur 8 Leitungen zur Adressierung hat, wie kann 
er 64KB ROM adressieren?

von Simone Trost (Gast)


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TU Dortmund Elektrotechnik (embedded systems)

von Blumi (Gast)


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Simone Trost schrieb:

Zunächst möchte ich Dich bitten im Folgenden vollständige Sätze zu 
formulieren. Jede Lakonie führt bei Fragen des Grundverständnisses zu 
Mißverständnissen.

Z.B. folgendes
> RAM 256B Random Access Memory.
> ROM 64kB Read Only Memory.

bedeutet mir nichts. Was soll das heissen? Darf ich darauf "12 
Erdbeeren" und "1 Gummibaum" antworten?

> 8 Bit System weil ich 8 Leistungen zw. Prozessor und RAM haben. Somit
> kann der RAM auch nur 2^8=256B groß sein. (s Abb)

Nein. Die Bezeichnung bezieht sich ursprünglich auf die Bitbreite der 
ALU.


> Die Verarbeitung des Prozessor erfolgt in den Schritten:
> (1) Befehl einlesen
> (3) Befehl decodieren
> (3) Befehl ausführen …
> (4) neues Befehl einlesen
>
> Habe ich bis jetzt alles gut verstanden?

Naja. Da war ja nicht viel zu verstehen.

> Ok, jetzt zu meinen Fragen:
> 1.) Von Wo liest der Prozessor seine Befehle? ROM oder RAM?

Prototypisch aus dem ROM. Das ist aber nicht entscheidend für die 
Begriffe.

Random Access Memory:
Das heisst übersetzt: Wahlfreier-Zugriff-Speicher
Die Geschichte dazu ist, das früher (TM) Daten auf Bändern gespeichert 
wurden. Das hat zur Folge, das aus damaliger Sicht, Daten nicht an 
beliebigen Stellen zugegriffen werden konnten, sondern von einer 
momentanen Stelle aus, erst alle dazwischenliegenden gelesen werden 
mussten.
Das ist natürlich eine relative Auffassung, denn faktisch konnte man 
natürlich auch damals jedes beliebige Datum zugreifen.

Read Only Memory:
Das heisst übersetzt: Nur-Lese-Speicher
Also Speicher den man nicht beschreiben, dessen Daten man nicht ändern 
konnte.
Auch das ist ein relativer Begriff, der etwa mit dem Aufkommen von 
UV-löschbaren EPROMs, EEPROMs etc. aufgeweicht wurde. Dennoch werden 
auch letztere zu den ROMs gezählt.
Hinzu kommt eine Eigenschaft, die nicht in dem Begriff steckt. Nämlich, 
dass die Daten auch nach abschalten der Versorgungsspannung erhalten 
bleiben. Das ist bei RAMs nicht der Fall. (Wieder relativ).

Ich rate Dir Dein Englisch gut aufzupolieren und ein wenig die 
Geschichte der Datenverarbeitung zu studieren. Man muss nicht jedes 
Detail aber die Eckpunkte kennen. "Lady Ada" sollte irgendwas auslösen. 
Aber das nur nebenbei.

> 2.) Wenn ich mein Programm aus Keil in die Mikrocontroller übertrage,
> wird das Programm in die ROM-Speicher übertragen. Richtig ???

Ja.

> Wenn der Prozessor aber nur 8 Leitungen zur Adressierung hat, wie kann
> er 64KB ROM adressieren?

Dazu gäbe es mehrere Methoden. Offen gesagt kenne ich den 8051 nicht 
gut, aber welche Methode genau verwendet wird, steht in dem von Dir 
verlinkten Datenblatt.
Grundsätzlich besteht bei 16 notwendigen Adressleitungen die 
Möglichkeit, die Adresse in zwei zeitlich gestaffelten Schritten zu 
übertragen. Erst die eine Hälfte, dann die andere Hälfte. Dazu noch ein 
Steuersignal, dass signalisiert, welche Hälfte gerade dran ist.

von Thomas (Gast)


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Du hast einige Dinge komplett falsch verstanden. Der c500 ist ein 8 Bit 
Controller.Das bedeutet er hat eine 8 Bit Alu und einem Datenbus mit 8 
Bit. Der Addressbus ist 16 Bit.
Deshalb kannst du 64  kb adressieren. Programmcode steht im Programm 
memory. Dies kann Rom sein aber auch ein ext. RAM sein.

Ein Mcs51 Controller kann direkt bis zu 64k RAM adressieren (movx) und 
bis zu 64k Prog Mem (movc) zusätzlich sind noch biszu 256 Bytes intern 
addressierbar.

Für die Addressbus gilt A8 Bis A15 sind direkt verfügbar A0 bis A7 sind 
mit dem Datenbus gemultiplext. Mit ALE wird zwischen Daten und Adressen 
unterschieden.

Weiterführende Literatur allerdings fuer 8085 der die Grundlagen 
speziell fuer Anfänger didaktisch sehr gut erklärt hier
ftp://inf.informatik.uni-stuttgart.de/pub/cm/mfa8085/MFA.pdf
Thomas

von Sheeva P. (sheevaplug)


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Simone Trost schrieb:
> 1.) Von Wo liest der Prozessor seine Befehle? ROM oder RAM?

Der Prozessor liest seine Befehle aus dem ROM (Read Only Memory). Da 
stehen Maschinenbefehle, die (im Prinzip) nur einer nach dem anderen 
abgearbeitet werden.

> 2.) Wenn ich mein Programm aus Keil in die Mikrocontroller übertrage,
> wird das Programm in die ROM-Speicher übertragen. Richtig ???

Korrekt.

> Wenn der Prozessor aber nur 8 Leitungen zur Adressierung hat, wie kann
> er 64KB ROM adressieren?

Der Prozessor muß den ROM nicht adressieren. Dort stehen ja nur die 
Maschinenbefehle, und jeder ist einen Schritt lang. Wenn dort also ein 
Sprung stattfindet, der dem Prozessor sagt "springe acht Schritte 
zurück" oder "springe 400 Schritte vor", dann weiß der Prozessor, wie 
weit er springen muß.

Was der Prozessor adressieren muß, ist der Speicher, in dem die 
Variablen des Programms stehen. Da der RAM (Random Access Memory) nur 
256 Byte hat, geht das prima über 8 Adressleitungen: zwei Zustände (HIGH 
und LOW) auf 8 Leitungen ergibt zwei hoch acht (2^^8), also 256 Zustände 
für die Adresse im RAM, die der Prozessor ansprechen will. Mit den 8 
Adressleitungen kann der Prozessor also jedes Byte im RAM einzeln 
ansprechen.

Meine Erklärung soll Dir allerdings nur beim Verständnis helfen und ist 
deswegen nicht wirklich korrekt.

von dasrotemopped (Gast)


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@Simone
Die technischen Daten 64k ROM, 64k RAM sind durch die Marketingbrille 
entstanden. Es sollte der Eindruck vermittelt werden 64k+64k sind 
möglich, ohne diese Falschaussage explizit zu machen. Technisch korrekt 
wäre, 64k Speicher sind möglich, der Entwickler muss durch das Design 
des Systems vorgeben, wieviel davon ROM und RAM ist. Da damals, wo der 
8051 entstanden ist, alle Bauteile stets zu teuer waren, ist in der CPU 
noch eine minimalistische RAM Ausstattung (256Byte) vorhanden, so das 
nur ein externes ROM angeschlossen werden muss, um ein funktionierendes 
uC System zu erhalten. Externe 8k ROM + interne 256Byte RAM haben mal 
ausgereicht, um gute Systeme zu bauen. Die Luxusausstattung könnten dann 
32k ROM + 32k RAM sein, da die Speicherbausteine nicht in jeder 
beliebigen Größe verfügbar sind.
Weil man aber alles noch etwas umständlicher machen kann wurden noch 
8051 mit Masken-ROM produziert. Wenn das Programm für die CPU fertig 
war, wurde es im Produktionsprozess mit in das Silizium des uC 
integiert. In entsprechenden Stückzahlen produziert war es billiger als 
ein zusätzliches externes ROM IC. Das andere Extrem war wieder ein 
minimales internes ROM, das nur einen Bootloader enthält und ein 
externes RAM, das dann Code und Daten enthält, das über den Bootloader 
beim Systemstart von extern geladen wird. Vorteil: das Programm kann 
noch beliebig geändert werden, ebenso die Aufteilung Codegröße + 
Datengröße ist nicht festgelegt. All diese Varianten sind nicht durch 
technische Designschemata zu erklären, sondern nur durch Kostendruck.

Gruß,

dasrotemopped.

von Jim M. (turboj)


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dasrotemopped schrieb:
> Technisch korrekt
> wäre, 64k Speicher sind möglich, der Entwickler muss durch das Design
> des Systems vorgeben, wieviel davon ROM und RAM ist.

Totaler Quatsch, 8051 ist Havard und verträgt extern 64k ROM + 64k RAM. 
Unterschieden wird das mit dem PSEN Signal.

Moderne Derivate (Silabs) gibt es sogar mit 128 kByte Flash on-Chip.

von dasrotemopped (Gast)


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Thomas schrieb:
>Mit ALE wird zwischen Daten und Adressen unterschieden.

Jim schrieb:
>extern 64k ROM + 64k RAM. Unterschieden wird das mit dem PSEN Signal.

Was denn nu richtig ?

Sheevaplug schrieb:
>Meine Erklärung soll Dir allerdings nur beim Verständnis helfen und ist deswegen 
nicht wirklich korrekt.

Ach so !

von Thomas (Gast)


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dasrotemopped schrieb:
> Thomas schrieb:
> Mit ALE wird zwischen Daten und Adressen unterschieden.
>
> Jim schrieb:
> extern 64k ROM + 64k RAM. Unterschieden wird das mit dem PSEN Signal.
>
> Was denn nu richtig ?
Beides ist richtig  psen ist aktiv fuer Code (movc) RAM wird mir rd und 
WR angesprochen (movx).
ALE ist ein Steuersignal fuer den Multiplexer der Ad0..Ad7 in Adress und 
Datenbus aufteilt.

Bevor du also irgendwelche Weisheiten von dir gibst solltest du dich mal 
mit der Architektur der MCS51 Reihe beschäftigen.
Die Controller koennen tatsächlich zwei Mal 64k Byte ansprechen da Code 
und Daten mit unterschiedlichen Befehlen angesprochen werden.
Thomas

von Dietrich L. (dietrichl)


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Sheeva P. schrieb:
> Der Prozessor muß den ROM nicht adressieren. Dort stehen ja nur die
> Maschinenbefehle, und jeder ist einen Schritt lang. Wenn dort also ein
> Sprung stattfindet, der dem Prozessor sagt "springe acht Schritte
> zurück" oder "springe 400 Schritte vor", dann weiß der Prozessor, wie
> weit er springen muß.

Das ist kühn formuliert.
Natürlich muss der/die/das ROM adressiert werden. Die Adresse steht im 
Programmzähler (PC = Program Counter) und muss über die Adressleitungen 
an den Speicher angelegt werden.
Hardwaremäßig ist der Vorgang genauso wie beim RAM, nur wird hier halt 
das ROM adressiert.

von Cyborg (Gast)


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Simone Trost schrieb:
> Ok, jetzt zu meinen Fragen:
> 1.) Von Wo liest der Prozessor seine Befehle? ROM oder RAM?
> 2.) Wenn ich mein Programm aus Keil in die Mikrocontroller übertrage,
> wird das Programm in die ROM-Speicher übertragen. Richtig ???
> Wenn der Prozessor aber nur 8 Leitungen zur Adressierung hat, wie kann
> er 64KB ROM adressieren?

Oh man, vergiss es bloß. Nicht nur, das du jeder Möhre hier glaubst,
du begreifst ja überhaupt nichts.

1.) zunächst mal liest der Prozessor je nach PC-Adresse ein Datum 
(1byte)
je nach Befehl in ein Register. Dazu muss er aber vorher schon
einen Befehl (macht aber nicht jeder Befehl sondern nur bestimmte) 
interpretiert haben und das passiert erstmals mit der Kaltstartroutine
des Reset.
2.)Falsch, du kannst nichts ins ROM übertragen, es sei denn das
Programm wird gleich bei der Chip-Produktion intern maskiert
hergestellt oder du brennst ein Eprom oder lässt ein passendes
ROM in der Fabrik für den externen Gebrauch herstellen.

Was du meinst, ist das Flashen und das können nur die Chips, die auch
einen FlashEEprom und eine Schnittstelle dafür haben.
https://de.wikipedia.org/wiki/Flash-Speicher
Du hast eine Datenbreite(8(Bit) und eine Adressbreite (16Bit)
Nun rate mal, wie groß der adressierbare Adressbereich ist?
(Hat zunächst nichts mit der Datenbreite zu tun).
Später lernst du vielleicht noch, was Pointer sind und wie man
aus zwei Datenbytes ein Adressbyte zusammen zaubern kann.

Wenn du das nicht verstehst, dann hast du wahrscheinlich das falsche
Fach gewählt.

von Wolfgang R. (Firma: www.wolfgangrobel.de) (mikemcbike)


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Cyborg schrieb:
> Oh man, vergiss es bloß. Nicht nur, das du jeder Möhre hier glaubst,
> du begreifst ja überhaupt nichts.

Cyborg schrieb:
> Wenn du das nicht verstehst, dann hast du wahrscheinlich das falsche
> Fach gewählt.

Nicht irritieren lassen, Cyborg hat zwar Ahnung, benimmt sich hier 
sozial aber eigentlich immer wie ein Arsch... Das ist ganz normal. ;-)

von Thomas E. (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)


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Wolfgang R. schrieb:
> Nicht irritieren lassen, Cyborg hat zwar Ahnung, benimmt sich hier
> sozial aber eigentlich immer wie ein Arsch... Das ist ganz normal.

Ach komm, wäre der Name des TO nicht Simone, sondern, sagen wir mal 
Wolfgang oder meinetwegen auch Thomas, ich will dir ja nicht zu nahe 
treten, dann würden bei dieser Fragestellung schon lange virtuelle faule 
Tomaten und Eier durchs Forum fliegen und die Hälfte der Beiträge wäre 
von einem Moderator gelöscht.

Wie formulierte der Hasser einer bestimmten Programmiersprache es in 
einem ähnlichen Zusammenhang neulich sehr deutlich:
Ihr könnt sie doch nicht f...

von Joachim B. (jar)


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wer jetzt noch an eine "echte" Simone glaubt der glaubt auch das sie 
blond ist.

Simone Trost schrieb:
> Wir behandeln zurzeit die 8051 Mikrocontroller im Studium

da sollte ROM und RAM schon sitzen, sonst Studiengang verfehlt.

von TrollHunter (Gast)


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Mir ist kein klassischer 8051-er bekannt, der sein Programm aus dem RAM 
ausführen kann.
Es gab mal Entwicklungsboards, da lief im ROM ein kleines 
Monitorprogramm, mit dem das eigentliche Programm in ein externes RAM 
geschaufelt wurde. Über den EA-Pin konnte man dann auf den externen 
Speicher umschalten und aus ihm das Programm ausführen.
Aber als Einzelchip-Lösung führt der 8051 sein Programm aus dem interen 
ROM (entweder maskenprogrammiert, (E)EPROM oder Flash) aus und legt die 
Variablen und Stack-Adressen ins RAM ab.
Das RAM umfasst nur 128 oder 256 Byte, bei neureren Typen auch mal 2048 
Byte.
In den ersten 32 Byte sind vier Register-Bänke zu je 8 Byte organisiert, 
die schnell über das PSW umgeschaltet werden können. Ferner sind die 
ersten beiden Register (R0, R1) jeder Bank für die indirekte 
Adressierung über besondere Befehle zu erreichen. Darüber hinaus ist ab 
Adresse 0x20 ein Bereich, in dem sich jedes Bit einzeln adressieren 
lässt. Insgesamt sind es 128 Bit, also 16 Byte, so dass sich dieser 
Bereich bis Adresse 0x2F erstreckt.
Der Stackpointer ist beim Reset auf 0x00 gesetzt, man ist also gut 
beraten, ihn bei der Initialisierung auf 0x30 oder höher zu setzen.

An und für sich war der '51 eine schöne Architektur: Ein Datenblatt von 
ca. 100 Seiten, übersichtlich strukturiert, bitmanipulierbar, A & 
B-Akkumulator, Multiplikation und Division in Hardware. Konnte man gut 
noch per Hand in Assembler programieren.
Bedingt durch die Registerbänke und den doppelt belegten Bereich ab 0x80 
für RAM und SFR taten sich die C-Compiler lange Zeit schwer damit.

so, und nun biste vollständig verwirrt ;-)

von Peter D. (peda)


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TrollHunter schrieb:
> Der Stackpointer ist beim Reset auf 0x00 gesetzt

Nö:
"the Stack Pointer is initialized to 07H after a reset. This causes the 
stack to begin at location 08H."

Damit war Register Bank 0 benutzbar, ohne den Stack zu ändern.

von dasrotemopped (Gast)


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Thomas:
>Code und Daten mit unterschiedlichen Befehlen angesprochen werden.
https://www.win.tue.nl/~aeb/comp/8051/set8051.html#51movc
movx und movc

Gut zu wissen

von Günter Lenz (Gast)


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Simone Trost schrieb:
>Ok, jetzt zu meinen Fragen:
>1.) Von Wo liest der Prozessor seine Befehle? ROM oder RAM?
>2.) Wenn ich mein Programm aus Keil in die Mikrocontroller übertrage,
>wird das Programm in die ROM-Speicher übertragen. Richtig ???

Er hat zwei parallele externe 64KB Adressräume, einen
für den ROM (EPROM) und einen für den RAM. Im EPROM
steht das Programm und feste Daten (zum Beispiel irgend
welche Tabellen), und im RAM Daten die sich ständig ändern.

Der EPROM muß vorher mit einem speziellen EPROM-Programmier-
gerät beschrieben werden und wird dann erst auf die
Mikrocontrollerplatine montiert. Also dein fertiges Programm
von Keil, muß das EPROM-Programmiergerät bekommen.

>Wenn der Prozessor aber nur 8 Leitungen zur Adressierung hat, wie kann
>er 64KB ROM adressieren?

Durch Multiplextechnik, die 8 Datenleitungen sind abwechselnd auch
8 Adressleitungen die extern zwischengespeichert werden, dadurch
hat man dann die 16 Adressleitungen. Such dir einen Schaltplan
von so einem Mikrocontrollerboard, dann wirst du es Verstehen.

Man kann anstatt des EPROM auch RAM als Programmspeicher benutzen.
Also sozusagen als EPROM-Simulator, das erleichtert die Programm-
entwicklung. Bei diesem RAM muß dann aber die Betriebsspannung mit
einer Batterie parallel geschaltet werden, damit das Programm
nicht verloren geht.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ganz schräg finde ich bei AVR's, dass der Flash Programmspeicher 16 bit 
breit ist, obwohl sonst alles andere 8 bit breit ist. Es gibt eben viele 
unterschiedliche Architekturen.

von Ordner (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Ganz schräg finde ich bei AVR's, dass der Flash Programmspeicher 16 bit
> breit ist, obwohl sonst alles andere 8 bit breit ist. Es gibt eben viele
> unterschiedliche Architekturen.

?? das ist doch eher der Regelfall das das Instructionword eine andere 
Länge hat als die datenregister. Schon mnal von VLIW-DSP's gehört?

von Poster (Gast)


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Ist jetzt ja schon ewig her aber wir hatten damals an der FH auch so 
Übungssysteme mit 8031/8051 oder den etwas aufgebohrten Siemens 80535.
Die Systeme hatten, wie ja schon geschrieben, einen 64K Ram Datenbereich 
und einen 64K Rom Programmbereich. Beides lief extern aber über den 
gleichen Bus. Unterschieden zwischen Daten und Programmbereich wurde 
über den zusätzlichen /psen Pin.
Die Systeme waren meist so aufgebaut das in den ersten 32K des ROM 
Bereiches ein EPROM steckte und in den ersten 32K des RAM ein RAM 
Baustein.
für die zweiten 32K wurden die Steuersignale /RD uns /PSEN verknüpft und 
auf ein zweiten RAM Baustein geschaltet. Dieser war dann als RAM oder 
ROM ansprechbar.
Im Eprom war ein Monitorprogramm das über eine COM Schnittstelle mit der 
IDE auf dem PC kommunizierte. Außerdem waren dort an den 
Einsprungvektoren (Interrupt) Weiterleitungen auf Adresse + 32K in dem 
RAM/ROM Bereich.
Die auf dem PC geschriebenen Programme wurden mit einem entsprechenden 
ORG Kommando passend verschoben und über das Monitorprogramm in den 
RAM/ROM Bereich übertragen der dabei als RAM genutzt wurde.
Wollte man das Programm laufen lassen wurde ein Sprung auf Adresse 32K 
gemacht und der Bereich wurde nun als ROM angesprochen.

Es gab auch ein paar Sonderversionen wie der 8751, der hatte sein 
internes ROM als Eprom ausgeführt und konnte wie ein Eprom über sein 
Fenster wieder gelöscht werden.
Eine andere Version hatte oben auf dem IC Gehäuse eine zusätzliche 
Buchse verbaut in der man eine Eprom oder besser einen Epromsimulator 
einstecken konnte.

von TrollHunter (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Nö:
> "the Stack Pointer is initialized to 07H after a reset. This causes the
> stack to begin at location 08H."
>
> Damit war Register Bank 0 benutzbar, ohne den Stack zu ändern.

Ups, danke! Schon zu lang her.

von Wolfgang H. (drahtverhau)


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Simone Trost schrieb:
> Anscheinend habe ich sehr vieles noch nicht verstanden oder ich
> interpretiere alles falsch.
>
> Laut Datasheet habe ich folgende Info (s. Abb).
> Kann mir bitte jemand diese Speicherorganisation erklären und mir sagen
> Wozu RAM da ist und wozu ROM da ist.
> Ich verstehe das Konzept immer noch nicht

Evtl. hilft es das ganze einfacher zu beschreiben:

ROM: hier liegt das Programm welches ab Werk schon implementiert wurde. 
Da das blöd is zum Entwicklen oder um was zu änder gibts hier auch das 
Flasch. da drin liegt das Compilierte Programm in maschinencode. Dieses 
kann z. B. bis zu 64KB groß sein. Läuft der Controller an zählt der 
Programmcounter immer eine Adresse weiter, liest den Befehl an der 
Stelle und verarbeitet ihn. Durch Sprungbefehle kann der Programmcounter 
beeinflusst werden.

RAM: Soll mit dem aktuellen Befehl eine Variable verarbeitet werden, 
liegt diese im RAM, da dieser Speicher vom Programm beeinflusst werden 
kann. Es können bei 256Byte Ram somit 256 8-Bit Variablen oder 128 
16-Bit usw. Variablen bzw. dessen inhalt vom Programm gelesen und 
geschrieben werden.

Ich weiß... gaaaaanz einfache und Oberflächliche Beschreibung... aber 
ich könnte mir denken dass dies eingangs die Frage war.

von Günter Lenz (Gast)


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Hier habe ich einen Schaltplan gefunden.
Der 74HC573 ist der externe Zwischenspeicher für die
unteren 8 Bit der Adresse.

http://www.dos4ever.com/8031board/schema.pdf

Von den 8051 gibt es eine Reihe verschiedener Varianten.
Der 8051 hat internen ROM, wo ab Werk schon ein Programm
drinn ist, das nicht gelöscht werden kann.
Dann der 87C51 hat internen EPROM, das interne Programm
kann mit UV-Licht gelöscht werden, dazu befindet sich
ein Fenster auf dem Gehäuse. Diese Controller kann man
aber auch so beschalten, daß das interne Programm ignoriert
wird. Der Controller holt sich dann das Programm aus
dem externen EPROM. Dann gibt es den 80C31 oder 80C32,
die haben keinen internen ROM und brauchen deshalb
ein Programm von außen.

von Georg (Gast)


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Ordner schrieb:
> ?? das ist doch eher der Regelfall das das Instructionword eine andere
> Länge hat als die datenregister

Die Regel ist das ganz sicher nicht, weil das bloss bei 
Harvard-Architektur geht, nicht bei von Neumann. Schon mal was von 8086 
gehört?

Georg

von Cyborg (Gast)


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Georg schrieb:
> Schon mal was von 8086
> gehört?

Da waren sicher einige hier noch gar nicht geboren. ;-b

Wolfgang R. schrieb:
> Nicht irritieren lassen, Cyborg hat zwar Ahnung, benimmt sich hier
> sozial aber eigentlich immer wie ein Arsch... Das ist ganz normal. ;-)

Würde ich ja gern vermeiden, aber scheinbar liest die Tucke nicht
was man geschrieben hat. Also muss man ein wenig grob werden.
Anders gehts halt nicht. ;-b

von John (Gast)


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Das heißt also das hex file mit dem Programm steht im ROM?

von Thomas (Gast)


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Das hexfile steht im Prog Mem welcher mit PSEN adressiert wird ob das 
ROM RAM Flash intern oder extern ist, ist in diesem Zusammenhang 
unerheblich.
Thomas

von H-G S. (haenschen)


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8051 ist super soweit ich das sehe nach etwa 600 Byte Code.

Eins ist aber nervig: weil Intel den "H5"-Opcode reserviert hat fehlt 
bestimmt der eine bedingte Sprung der den Programmablaufplan ohne 
überkreuzende Verzweigungslinie ermöglicht hätte.


Oh und das scheint ein Troll-Kampf-Thread mit Gast-Accounts zu sein :-)

von TrollHunter (Gast)


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H-G S. schrieb:
> fehlt
> bestimmt der eine bedingte Sprung

Ein Befehl ist noch frei: 0xA5 ;-)

von dasrotemopped (Gast)


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Wer das Thema noch vertiefen will:

https://www.amazon.de/Mikrocontroller-Praktikum-Learning-Beispiel-Mikrocontrollers/dp/3772352146/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1480011565&sr=8-1&keywords=3772352146

Es ist doch immer gut, das Buch noch mal zur Hand zu haben(Ausgabe 
1995).
Vielleicht hat der Prof an der Uni DO das auch als Script ;)

Gruß,

dasrotemopped.

von Thomas E. (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)


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John schrieb:
> Das heißt also das hex file mit dem Programm steht im ROM?

Thomas schrieb:
> Das hexfile steht im Prog Mem

Nein. Das Hexfile steht auf dem PC.

Auf den Controller werden die Binärdaten, der Maschinencode, übertragen. 
Die Binärdaten stehen ASCII-kodiert mit Adressinformationen und einer 
Checksumme im Hexfile. Das Ganze nennt sich Hex Intel Format.

: Bearbeitet durch User
von Blöde Funsn (Gast)


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Also um das Ganze noch komplizierter zu machen:
Ein einfaches c Program hat 3 Sections im Linkerscript:
text
data
bss

text ist der Teil des Programms der den Programmcode und konstante Werte 
enthält und muss nur gelesen werden und kann daher im ROM, EEPROM, Flash 
oder RAM stehen.

data sind initialisierte Variablen und muss daher im RAM stehen. Für die 
Initialisierung ist es aber auch notwendig das diese Werte im ROM 
stehen. Die data Section muss also beim Start des Programmes von dem 
ROM, FLash in das RAM kopiert werden.

text und data zusammen machen sozusagen deine Programmgröße aus.

bss sind nicht initialisierte Variablen oder meisten einfach mit 0 
initialisierte Variablen und müssen im RAM stehen.

Beim Reset ladet die CPU den Befehl von einer bestimmten 
Addresse(Resetaddresse) und führt diesen aus oder sie springt an die 
Addresse die an der Resetaddresse hinterlegt ist, je nach Architektur.

Jenachdem was an dieser Addresse ist wir dein Programm also vom ROM oder 
Flash oder RAM ausgeführt.
Wenn du also dein Programm vom Keil auf das Board ladest dann wird es 
vermutlich ins externe RAM oder Flash geschrieben denn das interne ROM 
ist ja nicht beschreibbar.
An welche Addresse das Programm geschrieben wird steht im Linkerscript.
Beim Keil heisst das Scatter File.
Das der 8051 eine Harvad Architektur hat wurde schon erklärt, bei 
manchen Boards wird dies aber auf eine Von Neuman Architektur umgebaut.
Havard: Programm(Befehlscode) und Daten liegen in getrennten 
Addressräumen,dann stehen 64KB ROM(Flash) und 64KB RAM zur Verfügung.
Von Neuman: Befehlscode und Daten liegen im gleiche Addressraum dann ist 
das RAM und es stehen nur 64KB zur Verfügung.

Ich kenne mich mit dem 8051 aber nicht aus. Habe zwar ein Uraltboard 
aber noch nie damit gearbeitet. Es hat ein EPROM das ein Monitoprogramm 
enthält, dieses ladet das Programm in das RAM und macht auch ein 
Debugging möglich.

Ich würde dir auch wirklich was anderes empfehlen als wie mit diesen 8 
Bitern herumzuscheißen, es sei denn du willst mit Assebler Bits 
hinundher schupfen, dann solltest du dich aber wirklich mit Addressen 
gut auskennen.
1)
Als erstes wird der PC (Programm Counter, das ist ein CPU Register) an 
den Addressbus gelegt (bei Harvard auf den Programm Addressbus Bereich)
2) Der Befehl an dieser Addresse wird eingelesen.
3) und decodiert
4) und ausgeführt.
5) PC wird erhöht
6) und dann wieder weiter bei 1

Ich hoffe jetzt sind alle Klarheiten beseitigt.

von Dauergast (Gast)


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Thomas schrieb:
> ob das ROM RAM Flash intern oder extern ist,
> ist in diesem Zusammenhang unerheblich.

Danke für den Brückenschlag in die Gegenwart!

Die Gegenwart heißt IoT, und die Hexfiles liegen schon lange nicht mehr 
in oder neben den Controllern, sondern in der Cloud - und da ist es 
bekanntlich egal, ob RAM, ROM, EPROM, EEPROM oder WOM. Ich habe schon 
seit Jahren keine Wasch- oder Kaffeemaschine mit 
EPROM-Simulator-Steckplatz mehr gesehen, selbst mein Auto zieht sich 
seinen Code aus der Cloud.

Simone, get real!

Was willst Du mit den ganzen Hundertjährigen hier, die in grenzdebiler 
Euphorie von ihren Kindheitserlebnissen mit 8051 etc. berichten? Die 
haben wahrscheinlich im Heim nicht mal WLAN!

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Blöde Funsn schrieb:
> Also um das Ganze noch komplizierter zu machen:

 Warum ?

 Sie kann wahrscheinlich immer noch nicht RAM und ROM unterscheiden.

von Thomas E. (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)


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Dauergast schrieb:
> Die Gegenwart heißt IoT

Wenn du auch nur einen Funken Ahnung von der Materie hättest, wüsstest 
du, was für einen Stuss du hier von dir gibst. Aber so seien dir mal 
mildernde Umstände gewährt.

von Dauergast (Gast)


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Thomas E. schrieb:
> mildernde Umstände

Danke, Thomas :-)

von nurderbvb (Gast)


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Simone Trost schrieb:
> TU Dortmund Elektrotechnik (embedded systems)

Schwiegelshohn?

von H-G S. (haenschen)


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Du brauchst Literatur !

Mir hat das "Taschenbuch Mikroprozessortechnik" und zwei 8051er 
Uraltschinken von Franzis sehr geholfen um Vergessenes aufzufrischen und 
auch Neues zu lernen.

von TomA (Gast)


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Hier ist etwas Literatur zum Nulltarif. Im PDF "MCS51LB" ist eine kurze 
Beschreibung der Hardware, des Befehlssatz und etwas Grundlagen der 
MCS51.

Beitrag "MCS51-Kurs sinnvoll?"

Gruß. Tom

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